一、雷電
雷電是一種自然放電現(xiàn)象。雷擊是自然災(zāi)害，不僅會(huì)造成設(shè)備、房屋設(shè)施的損壞，而且可能引起火災(zāi)、爆炸，甚至還可能傷害人、畜等。
1．雷電的種類
雷電的主要放電形式有四種：即云中閃電、云際閃電、云空閃電和云地閃電。其中云地閃電對(duì)人類危險(xiǎn)最大。
從雷電危害的角度分，有直擊雷(云地閃電)、感應(yīng)雷、雷電侵入波和球形雷等幾種雷電現(xiàn)象。
直擊雷是指天空中帶電云團(tuán)與大地之間的放電現(xiàn)象。
約占全球每年雷電的1／5～1／6，放電電流可達(dá)200kA以上，并且有1Mv以上的高電壓，因而危害性最大。
感應(yīng)雷也稱作雷電感應(yīng)，分靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)兩種。靜電感應(yīng)是由于雷云接近地面時(shí)在架空線路或其他凸出物頂部感應(yīng)出大量電荷引起的；電磁感應(yīng)是由于雷擊后，巨大的雷電流在周圍空間產(chǎn)生迅速變化的強(qiáng)磁場(chǎng)所引起的。這種強(qiáng)磁場(chǎng)能在其附近的金屬導(dǎo)體上感應(yīng)出很高的電壓。
雷電侵入波是由于雷擊而在架空線路或空中管道產(chǎn)生沖擊電壓，并以極快的速度沿線路或管道的兩個(gè)方向傳播的雷電波。
球形雷是一種雷電時(shí)形成的發(fā)紅光或白光的火球。在雷雨季節(jié)，球形雷有時(shí)可能從門窗、煙囪等通道侵入室內(nèi)。
2．雷電的破壞作用
雷電的破壞力很強(qiáng)，主要可分為三大類：
?。?）電性質(zhì)的破壞作用：幾十萬至幾百萬伏的沖擊電壓可擊穿或毀壞各種電氣設(shè)備和設(shè)施，引起火災(zāi)和爆炸事故，并可導(dǎo)致接觸電壓或跨步電壓的觸電事故。
?。?）熱性質(zhì)的破壞作用：巨大的雷電流通過導(dǎo)體時(shí)，在極短的時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)換成大量的熱能，造成火災(zāi)或爆炸。
?。?）機(jī)械性質(zhì)的破壞作用；巨大的雷電流通過被擊物時(shí)，在被擊物縫隙中的氣體劇烈膨脹，縫隙中的水分也急劇蒸發(fā)為大量氣體，致使被擊物受到破壞或爆炸。此外，由于同性電荷之間的靜電斥力，同方向電流或電流拐彎處的電磁推力也有很強(qiáng)的破壞作用。
二、防雷措施
1．防雷裝置
避雷針、避雷線、避雷網(wǎng)、避雷帶、避雷器都是經(jīng)常采用的防雷裝置。一套完整的防雷裝置包括接閃器、引下線和接地裝置。上述的針、線、網(wǎng)、帶都只是接閃器，而避雷器是一種專門的防雷裝置。
?。?）接閃器
避雷針、避雷線、避雷網(wǎng)和避雷帶都可作為接閃器，建筑物的金屬屋面可作為第一類工業(yè)建筑物以外其他各類建筑物的接閃器。這些接閃器都是利用其高出被保護(hù)物的突出地位，把雷電引向自身，然后通過引下線和接地裝置，把雷電流泄入大地，以此保護(hù)被保護(hù)物免受雷擊。
①接閃器保護(hù)范圍。接閃器的保護(hù)范圍可根據(jù)模擬實(shí)驗(yàn)及運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)確定。由于雷電放電途徑受很多因素的影響，要想保證被保護(hù)物絕對(duì)不遭受雷擊是很困難的，一般只要求保護(hù)范圍內(nèi)被擊中的概率在0.1%以下即可。接閃器的保護(hù)范圍現(xiàn)有兩種計(jì)算方法：對(duì)于建筑物閃器的保護(hù)范圍按滾球法計(jì)算；對(duì)于電力裝置，接閃器的保護(hù)范圍按折線法計(jì)算。
?、诮娱W器材料。接閃器所用材料應(yīng)能滿足機(jī)械強(qiáng)度和耐腐蝕的要求，還應(yīng)有足夠的熱穩(wěn)定性，以能承受雷電流的熱破壞作用。
避雷針一般用鍍鑄圓鋼或鋼管制成。避雷網(wǎng)和避雷帶用鍍鑄圓鋼或扁鋼制成。
避雷線一般采用截面積不小于35mm2的鍍鑄鋼絞線。
用金屬屋面作接閃器時(shí),金屬板之間的搭接長(zhǎng)度不得小于100mm。金屬板下方無易燃物品時(shí),其厚度不應(yīng)小于0.5mm；金屬板下方有易燃物品時(shí),為了防止雷擊穿孔，所用鐵板、銅板、鋁板厚度分別不得小于4mm、5mm和7mm。所有金屬板不得有絕緣層。接閃器焊接處應(yīng)涂防腐漆，其截面銹蝕30%以上時(shí)應(yīng)予更換。
接閃器使整個(gè)地面電場(chǎng)發(fā)生畸變，但其頂端附近電場(chǎng)局部的不均勻,由于范圍很小,而對(duì)于從帶電積云向地面發(fā)展的先導(dǎo)放電沒有影響。因此，作為接閃器的避雷針端部尖不尖、分叉不分叉,對(duì)其保護(hù)效能基本上沒有影響。接閃器涂漆可以防止生銹，對(duì)其保護(hù)作用也沒有影響。
?。?）避雷器
避雷器并聯(lián)在被保護(hù)設(shè)備或設(shè)施上，正常時(shí)處在不通的狀態(tài)。出現(xiàn)雷擊過電壓時(shí)，擊穿放電，切斷過電壓，發(fā)揮保護(hù)作用。過電壓終止后，避雷器迅速恢復(fù)不通狀態(tài)，恢復(fù)正常工作。避雷器主要用來保護(hù)電力設(shè)備和電力線路，也用作防止高電壓侵入室內(nèi)的安全措施。避雷器有保護(hù)間隙、管型避雷器和閥型避雷器之分，應(yīng)用最多的是閥型避雷器。
閥型避雷器主要由瓷套、火花間隙和非線性電阻組成。瓷套是絕緣的，起支撐和密封作用?；鸹ㄩg隙是由多個(gè)間隙串聯(lián)而成的。每個(gè)火花間隙由兩個(gè)黃銅電極和一個(gè)云母墊圈組成。云母墊圈的厚度為0.5～1mm。由于電極間距離很小，其間電場(chǎng)比較均勻，間隙伏-秒特性較平，保護(hù)性能較好。非線性電阻又稱電阻閥片。電阻閥片是直徑為55～100mm的餅形元件，由金剛砂(SiC)顆粒燒結(jié)而成。非線性電阻的電阻值不是一個(gè)常數(shù)，而是隨電流的變化而變化的：電流大時(shí)阻值很小，電流小時(shí)阻值很大。
在避雷器火花間隙上串聯(lián)了非線性電阻之后，能遏止振蕩，避免截波，又能限制殘壓不致過高。還有一點(diǎn)必須注意到，雖然雷電流通過非線性電阻只遇到很小的電阻，而尾隨而來的工頻續(xù)流比雷電流小得多，會(huì)遇到很大的電阻，這為火花間隙切斷續(xù)流創(chuàng)造了良好的條件。這就是說，非線性電阻和間隙的作用類似一個(gè)閥門的作用：對(duì)于雷電流，閥門打開，使泄入地下；對(duì)于工頻電流，閥門關(guān)閉，迅速切斷之。其“閥型”之名就是由此而來的。
火花間隙相當(dāng)于多個(gè)串聯(lián)的大小相等的電容。由于各電極對(duì)地電容和高壓部分電容不同，而且還受外界條件的影響，使得電壓在各間隙上的分布是不均勻的，使避雷器的性能受到影響。為此，可將火花間隙分成若干組，每組火花間隙上并聯(lián)適當(dāng)?shù)木鶋弘娮?。如果均壓電阻值比間隙電容的容抗值小得多，則間隙上電壓的分配決定于均壓電阻的大小，可做到大體上是均勻的。電站用FZ10型閥型避雷器就是這種避雷器。
壓敏閥型避雷器是一種新型的閥型避雷器，這種避雷器沒有火花間隙，只有壓敏電阻閥片。壓敏電阻閥片是由氧化鋅、氧化鉍等金屬氧化物燒結(jié)制成的多晶半導(dǎo)體陶瓷元件，具有極好的非線性伏安特性，其非線性系數(shù)α=0.05，已接近理想的閥體。在工頻電壓的作用下，電阻閥片呈現(xiàn)極大的電阻，使工頻電流極小，以致無須火花間隙即可恢復(fù)正常狀態(tài)。壓敏電阻的通流能力很強(qiáng)，因此，壓敏避雷器體積很小。壓敏避雷器適用于高、低壓電氣設(shè)備的防雷保護(hù)。
?。?）引下線
防雷裝置的引下線應(yīng)滿足機(jī)械強(qiáng)度、耐腐蝕和熱穩(wěn)定的要求。引下線一般采用圓鋼或扁鋼，其尺寸和防腐蝕要求與避雷網(wǎng)、避雷帶相同。用鋼絞線作引下線，其截面積不得小于25mm2。用有色金屬導(dǎo)線做引下線時(shí)，應(yīng)采用截面積不小于16mm2的銅導(dǎo)線。
引下線應(yīng)沿建筑物外墻敷設(shè)，并應(yīng)避免彎曲，經(jīng)最短途徑接地。建筑藝術(shù)要求高者可以暗敷設(shè)，但截面積應(yīng)加大一級(jí)。建筑物的金屬構(gòu)件(如消防梯等)可用作引下線，但所有金屬構(gòu)件之間均應(yīng)連成電氣通路，并且連接可靠。
采用多條引下線時(shí)，為了便于接地電阻和檢查引下線、接地線的連接情況，宜在各引下線距地面高約1.8m處設(shè)斷接卡。
采用多條引下線時(shí)，第一類和第二類防雷建筑物至少應(yīng)有兩條引下線，其間距離分別不得大于12m和18m；第三類防雷建筑物周長(zhǎng)超過25m或高度超過40m時(shí)，也應(yīng)有兩條引下線，其間距離不得大于25m。
在易受機(jī)械損傷的地方，地面以下0.3m至地面以上1.7m的一段引下線應(yīng)加竹管、角鋼或鋼管保護(hù)。采用角鋼或鋼管保護(hù)時(shí)，應(yīng)與引下線連接起來，以減小通過雷電流時(shí)的電抗。引下線截面銹蝕30%以上者應(yīng)予以更換。
?。?）防雷接地裝置
接地裝置是防雷裝置的重要組成部分。接地裝置向大地泄放雷電流，限制防雷裝置對(duì)地電壓不致過高。
